JP4039857B2 - 弾性体履板 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、装軌式車両の履帯における鉄製のシュープレートの接地面側に装着される弾性体履板に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ブルドーザや油圧ショベルなどの装軌式車両の履帯として、接地面側にグローサが形成されてなる鉄製のシュープレートを多数のリンクにより無端状に連結した構造のものが用いられている。
【０００３】
ところが、この種の履帯では舗装路面上を走行する際に大きな騒音が生じ、また路面を著しく損傷させるといった不都合があることから、これを解消するために、鉄製のシュープレートの接地面側にゴムパッドを加硫接着した構造のゴム履板が、例えば実開平６−３９６７９号公報および特開平８−２７６８７５号公報において提案されている。これら公報に記載のものでは、さらにゴムパッド内にスチールコード、キャンバス等の補強材を埋入させて、ゴム履板が石等を踏んだ際のショックをその補強材により緩和できるように構成されている。
【０００４】
また、後者（特開平８−２７６８７５号公報）のものにおいては、鉄製のシュープレートに直接ゴムパッドを加硫接着する代わりに、補強材を埋設したゴムを鉄板に接着してなるブロックを鉄製のシュープレートにボルト締結するようにした実施例についても開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、鉄製のシュープレートにゴムパッドを直接加硫接着したタイプの弾性体履板では、鉄製のシュープレートに対してゴムパッドが着脱自在でないことから、鉄履帯とゴム履帯との履き替えが容易に行えないという問題点がある。また、前記特開平８−２７６８７５号公報には、補強材を埋設したゴムを鉄板（芯金）に接着してなるブロックを鉄製のシュープレートにボルト締結する実施例について開示されているが、この例では、ゴムを接着する鉄板（芯金）が相手材としてのシュープレートと同程度の大きさであるために、ブロック全体としての重量が大きく、またコスト高であるという問題点がある。
【０００６】
本発明は、このような問題点を解消するためになされたもので、鉄製のシュープレートの接地面側に装着される弾性体履板において、軽量化および低コスト化を図るとともに、ケーブル層による緩衝効果を実現し、しかも荷重を受ける弾性体厚さを厚くすることができて耐久性に優れる弾性体履板を提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段および作用・効果】
前記目的を達成するために、本発明による弾性体履板は、
履帯における鉄製のシュープレートの接地面側に装着される弾性体履板において、
弾性体の長手方向両端部に芯金を配するとともに、この芯金の非接地面側に、前記シュープレートにボルト締結するための雌ねじ部を有するボス部を一体形成し、かつ前記弾性体の長手方向に沿ってケーブル層を埋設することを特徴とするものである。
【０００８】
本発明によれば、弾性体の長手方向両端部に配される芯金の部位で当該弾性体履板が鉄製のシュープレートにボルト締結され、かつ芯金に雌ねじ部を有するボス部が一体形成されているので、ボルト弛みやボルト脱落の発生を確実に防ぐことができる。また、弾性体が接地面から荷重を受けた際、この弾性体の長手方向に沿って埋設されるケーブル層が緩衝作用を発揮するとともに、ケーブル層が変形して結果的に荷重を受ける弾性体容積（厚さ）を大きくすることができるので、弾性体の耐カット性を向上させることができ、全体として耐久性を向上することができる。また、芯金は弾性体の長手方向両端部のみに設けられているので、軽量化と低コスト化とを図ることができる。
【０００９】
本発明において、前記シュープレートへの装着時に、前記芯金が、前記シュープレートの互いに隣接するグローサ間に形成される空間内に入り込むようにされているのが好ましい。こうすることで、芯金がある部分での弾性体の厚さをより厚くすることができる。
【００１０】
また、本発明においては、前記シュープレートへの装着時に、前記芯金が、前記シュープレートの中央部に配されるグローサを跨ぐように配されるのが好ましい。このようにすれば、弾性体と芯金との接着面積を大きくすることができるので、高牽引力を必要とする車両に用いて好適な弾性体履板を得ることができる。
【００１１】
本発明において、前記ケーブル層は、前記芯金の接地面側と非接地面側とに設けられるのが好ましい。こうすることで、ケーブル層自体を補強することができるとともに、芯金を挟み込むようにケーブル層が装着されるため、芯金、弾性体、ケーブルがより強固に結合され、さらに高い牽引力を必要とする車両にも適用可能である。なお、このケーブル層の埋設方向は弾性体履板の長手方向、幅方向、斜め方向のいずれであっても良い。また、単層であっても複層であっても良い。
【００１２】
また、前記弾性体は、複数の硬さの層により構成されるとともに、非接地面側ほど硬くなるように配されるのが好ましい。こうすることで、非接地面側のグローサに近接する部位の弾性体が硬くなっているので、車体荷重や牽引力をより確実に伝達することができる。また、接地面に近接する部位の弾性体が軟らかくなっているので、路面との間の十分な摩擦係数を確保することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
次に、本発明による弾性体履板の具体的な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００１４】
図１には、本発明の第１の実施形態に係る弾性体履板の正面図（ａ）および下面図（ｂ）が示され、図２には、同弾性体履板の側面図（ａ）、図１（ａ）のＡ−Ａ断面図（ｂ）、芯金の下面図（ｃ）および図１（ｂ）のＤ−Ｄ断面図（ｄ）が示されている。なお、以下の説明において、特に断らない限り、「長手方向」とは弾性体履板の長手方向（履帯の進行方向に直交する方向）を指し、「幅方向」とはその長手方向と直交する方向を指すものとする。
【００１５】
本実施形態の弾性体履板１は、図示されない履帯リンクに複数本（本実施形態では４本）のボルト２およびナット（図示せず）により取着される鉄製のシュープレート３の接地面側に、複数本（本実施形態では４本）のボルト４によって装着されるように構成されている。
【００１６】
前記シュープレート３は、その踏み面の長手方向に沿って、中央部と両側部とに計３個のグローサ５，６，７を有している。また、このシュープレート３には、中央部に、そのシュープレート３を履帯リンクに取り付けるためのボルト２を挿通するボルト挿通孔８が設けられるとともに、長手方向の両端部寄りの位置に、後述する弾性体履板１の芯金１２をシュープレート３に取り付けるためのボルト４を挿通するボルト挿通孔９が設けられている。さらに、前記シュープレート３には、４個のボルト挿通孔８に囲まれる位置に、円形の貫通孔１０および略楕円形の貫通孔１１がそれぞれ形成されている（この例に限らず、貫通孔は方形でも良く、その数も１個でも良いし３個以上でも良い。）。
【００１７】
一方、前記弾性体履板１は、芯金１２にゴム等の弾性体１３が被覆接着されて構成されている。ここで、前記芯金１２は、弾性体履板１の長手方向両端部にのみ配されるとともに、各端部において幅方向に互いに所定間隔を隔てて２個ずつ計４個に分割して設けられている。これら分割された各芯金１２は、平板状の芯金本体の中心部における非接地面側に略円錐台形状のボス部１２ａが一体形成されるとともに、このボス部１２ａに前記ボルト４を螺合させるための雌ねじ部１４をその芯金１２を貫通する位置まで形成してなる構成とされている。この芯金１２の接地面側においては、長手方向の中央部が平坦面に形成されるとともに、長手方向両端部が非接地面側に向かうテーパ面１２ｂに形成され、このテーパ面１２ｂの両側部に突起部１２ｃが形成されている（図２（ｃ）参照）。この突起部１２ｃは、グローサ６，７の先端部側面に当接させるために設けられており、この突起部１２ｃを除く芯金側面が前記弾性体１３にて被覆されるようになっている。
【００１８】
前記芯金１２は、車体重量が加わっても変形しないような剛性の高い材質、例えば鋼、鋳鋼、鋳鉄等の一般的芯金材質のほか、金属系複合材、非金属系複合材等の材質にて構成され、鋳造、鍛造もしくは削り出しにて一体成形により作製される。
【００１９】
前記弾性体１３は、ゴム、ウレタン、樹脂、エラストマー、非金属系複合材等の比較的軟質な材料により構成されている。なお、芯金１２に弾性体１３を接合するには、例えば弾性体１３がゴムの場合には、一般的な加硫接着などの方法が用いられる。この弾性体１３は、接地面側における両端部および両側部が非接地面側に所要角度傾斜した傾斜面１３ａ，１３ｂにされている。
【００２０】
また、前記弾性体１３においては、幅方向の中央部（両側の芯金１２，１２に挟まれた部位）における非接地面側表面に溝部１５が形成され、またその溝部１５に対向する弾性体１３の接地面側表面に溝部１６が形成され、これによって溝部１５に加わる荷重の低減が図られている。さらに、前記溝部１５内には、前記シュープレート３における中央部のグローサ６が入り込むようにされており、このときそのグローサ６の先端面と前記溝部１５表面との間に隙間が形成されるようになっている。なお、グローサ６の両側面およびグローサ７の片側面は前述のように突起部１２ｃに当接される。こうして、各芯金１２，１２に挟まれた部位の弾性体１３表面がグローサ６によって傷付けられるのを防止することができる。また、グローサ６，７の先端部が芯金１２の突起部１２ｃに当接されることで、グローサ６，７が直接弾性体１３に当接されることにより弾性体１３の損傷を防止することができるとともに、突起部１２ｃを除く部分においては芯金１２の側面部も弾性体１３にて被覆されているので、芯金１２と弾性体１３との接着剥離が生じにくいという利点がある。
【００２１】
さらに、前記弾性体１３内には、前記芯金１２の接地面側近接位置であって、前記溝部１５の側方位置でグローサ５，６，７の先端面の高さと略等しい高さ位置に、その弾性体１３の長手方向の略全範囲に亘ってケーブル層１７が埋設されている。このようなケーブル層１７を設けることで、弾性体１３が接地面側から荷重を受けた際にそのケーブル層１７が緩衝作用を発揮する。したがって、芯金１２と弾性体１３との接着部に伝達される荷重を弱めることができて、接着強度を確保することができる。また、芯金のない部分では接地面からの荷重負荷時にケーブル層１７が変形するので、結果的に荷重を受ける弾性体容積（厚さ）を大きくすることができる。このため、弾性体の耐カット性を向上させることができ、全体として耐久性を向上させることができる。また、ケーブル層１７の埋設高さが、グローサ５，６，７の先端面の高さと略等しい高さにされているため、左右のケーブル層１７間の弾性体１３がグローサ６の先端角部によって傷付けられるのを防止することができる。
【００２２】
また、本実施形態においては、図２（ｄ）に示されるように、弾性体１３の非接地面側に形成された溝部１５表面とグローサ６先端面との間に形成された隙間ｃが、長手方向両端部において弾性体１３の突起部１３ｃにて塞がれるように構成されている。また、この突起部１３ｃの隙間ｃに面する側の形状が、この隙間ｃの内側から外側に向かう方向に傾斜するテーパ面１３ｄに形成されている。このように構成することによって、隙間ｃに外部から土砂等が侵入するのを防ぐことができる。また、隙間ｃ内に水等が入った場合にも、弾性体１３が荷重を受けて撓んだ際に前記テーパ面１３ｄによってその水等を外方へ排出し易くなるという効果がある。なお、前記突起部１３ｃは弾性体履板の装着時にその先端が圧縮されるように取付位置を設定するのがシール効果を高める上で好ましい。
【００２３】
本実施形態の弾性体履板１によれば、弾性体１３の長手方向両端部のみに芯金１２を配設した構造を採用しているので、全体として軽量化を図ることができるとともに、低コスト化を実現することができる。また、芯金１２が各端部において幅方向に２個ずつに分割して設けられているので、弾性体１３の厚さを厚くすることができ、弾性体１３の耐カット性を向上させることができる。さらに、剛性のある芯金１２が用いられるとともに、この芯金１２のボス部１２ａに形成された雌ねじ部１４に螺合されるボルト４によってシュープレート３に装着されているので、ボルト弛みやボルト脱落の発生を確実に防止することができる。また、芯金１２の長手方向両端部の接地面側がテーパ面１２ｂに形成されているので、弾性体履板が岩石等に乗り上げても、ケーブル層１７に加わった負荷をそのテーパ面１２ｂにて逃がすことができ、弾性体１３の局部的応力集中を回避することができ、芯金端部における弾性体１３の耳切れ現象を防止することができる。
【００２４】
なお、本実施形態においては、芯金１２の長手方向両端部の接地面側をテーパ面１２ｂに形成したものを説明したが、このようにテーパ面にする代わりに、アール形状に形成したり、あるいは非接地面側に向けて屈曲させるようにすることもできる。
【００２５】
図３には、本発明の第２の実施形態に係る弾性体履板の正面図（ａ）および下面図（ｂ）が示され、図４には、同弾性体履板の側面図（ａ）、図３（ａ）のＢ−Ｂ断面図（ｂ）および図３（ａ）のＣ−Ｃ断面図が示されている。
【００２６】
本実施形態の弾性体履板２０において、芯金形状とケーブル層の埋設形態が異なる点以外については第１の実施形態と同様である。したがって、第１の実施形態と共通する部分については図に同一符号を付すに留めてその詳細な説明を省略することとする。
【００２７】
本実施形態の弾性体履板２０は、長手方向両端部に配される芯金２１が幅方向に一体形成されることにより、各端部に１個ずつ計２個の芯金２１を有する構造とされている。すなわち、両端部に配される芯金２１は、平板状の芯金本体の両側部における非接地面側に略円錐台形状のボス部２１ａ，２１ａが一体形成されるとともに、各ボス部２１ａに前記ボルト４を螺合させるための雌ねじ部１４が形成されてなる構成となっている。
【００２８】
また、本実施形態では、ケーブル層が、平板状の芯金本体の接地面側における第１のケーブル層２２と、非接地面側における第２のケーブル層２３の２層構成とされている。ここで、第１のケーブル層２２は、弾性体１３の略全幅に亘るとともに、弾性体履板２０の長手方向に沿って略同じ高さ位置に延設されている。これに対し、第２のケーブル層２３は、幅方向には各ボス部２１ａの両側位置に配されるとともに、長手方向には中央部が第１のケーブル層２２に近接した位置で、両端部が芯金２１近傍位置で中央部よりも非接地面側にやや持上げられた位置になるように延設されている。
【００２９】
このように構成することにより、第２のケーブル層２３が第１のケーブル層２２を補強する役目をし、またその第２のケーブル層２３が芯金本体の非接地面側に配されていることによって、芯金と弾性体とケーブルが強固に一体化できる効果がある。
【００３０】
本実施形態では、ケーブル層２２，２３の埋設方向を長手方向に平行にしたものを説明したが、この埋設方向は斜め方向であっても良い。また、２つのケーブル層２２，２３を互いに交差する方向に配設しても良い。勿論、２層に限定されることはなく、３層以上であっても良い。
【００３１】
図５（ａ）には、本発明の第３の実施形態に係る弾性体履板の断面図が示されている。
【００３２】
本実施形態の弾性体履板３０は、前記第１の実施形態におけるケーブル層１７に加えて、このケーブル層１７の接地面側に隣接して弾性体１３の略全幅に亘るケーブル層１７Ａを設けたものである。このように２層のケーブル層１７，１７Ａを設けることで、前記第２の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。勿論、本実施形態においても、ケーブル層の埋設方向および層数は任意に設定することができる。
【００３３】
図５（ｂ）には、本発明の第４の実施形態に係る弾性体履板の断面図が示されている。
【００３４】
本実施形態の弾性体履板４０は、前記第２の実施形態において、弾性体１３を、硬度の異なる複数の弾性体層１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃ（本実施形態では３層のものが示されている。）にて層状に構成するとともに、非接地面側の弾性体層１３Ａに至るほど硬くなるように構成したものである。本実施形態では、中間硬度の弾性体層１３Ｂにケーブル層２２，２３が埋設された構成が採用されている。なお、各弾性体層１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃの硬度としては、例えば弾性体層１３Ａ：Ｈｓ＝９５〜１００、弾性体層１３Ｂ：Ｈｓ＝８０〜９０、弾性体層１３Ｃ：Ｈｓ＝６０〜８５とするのが良い。
【００３５】
本実施形態によれば、非接地面側のグローサに近接する部位の弾性体層１３Ａが硬くなっているので、車体荷重や牽引力をより確実に伝達することができ、また、接地面に近接する部位の弾性体層１３Ｃが軟らかくなっているので、路面との間の十分な摩擦係数を確保することができる。こうして、弾性体履板に、剛性の確保と対地摩擦抵抗の確保の両方の機能を併せ持たせることが可能となる。
【００３６】
図６（ａ）には、本発明の第５の実施形態に係る弾性体履板の正面図が示されている。
【００３７】
本実施形態の弾性体履板５０は、弾性体１３の非接地面側に、シュープレート３に形成された貫通孔１０，１１（図１（ｂ）参照）にそれぞれ挿入可能な弾性体突起５１，５２を一体形成したものである。これ以外の構成については、第１および第２の実施形態と同様である。
【００３８】
このように構成すれば、シュープレート３に形成された貫通孔１０，１１がそれぞれ弾性体突起５１，５２により塞がれているので、シュープレート３と弾性体履板との間に土砂等が侵入するのを確実に防ぐことができる。また、左右の履帯リンクと前後の連結ピンとに囲まれる空間内に路面上の土砂や雪が入り込み、これら土砂や雪がスプロケット等により押し固められたとしても、この押し固め時に押し縮められた弾性体突起５１，５２がスプロケット等から外れた部位でそれ自身の復元力により元の状態まで伸長されるように作用するので、この伸長時に履帯リンク間に入り込んだ土砂・雪等が排出され、これら土砂・雪等のパッキング現象を確実に防ぐことができる。
【００３９】
図６（ｂ）には、本発明の第６の実施形態に係る弾性体履板の正面図が示されている。
【００４０】
前記第１の実施形態においては、芯金１２の形状として、平板状の芯金本体の略中央部にボス部１２ａを設けたものを説明したが、本実施形態の弾性体履板６０においては、芯金６１のボス部６１ａに対して、平板状の芯金本体６１ｂが長手方向に非対称形状に、すなわち芯金本体の長手方向の中央部側が長く、端部側が短く形成されたものである。
【００４１】
このような構成とすることで、比較的負荷の大きい長手方向中央部側において、芯金６１と弾性体１３との接着面積を大きくすることができ、これら両者の接合部における剥離の発生を防ぐことができる。なお、図６（ｂ）に示される例では、第１の実施形態に対する変形例として示されているが、前記第２の実施形態に示される芯金形状に対しても本実施形態の構造が採用できる。
【００４２】
本実施形態において、芯金本体の長さが長くなった場合に、この芯金本体に孔を設け、この孔を通して接地面側の弾性体１３と非接地面側の弾性体１３とを一体に形成するように構成することができる。このようにすれば、弾性体の材質として、芯金との接着が十分でない樹脂や弾性体を用いても、その接着強度が悪影響を及ぼすことがない。
【００４３】
前記各実施形態における弾性体履板は、小型から大型に至る各種建設機械に適用できるほか、その他、農業機械や産業機械等の装軌式車両に対しても適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の第１の実施形態に係る弾性体履板の正面図（ａ）および下面図（ｂ）である。
【図２】図２は、本発明の第１の実施形態に係る弾性体履板の側面図（ａ）、図１（ａ）のＡ−Ａ断面図（ｂ）、芯金の下面図（ｃ）および図１（ｂ）のＤ−Ｄ断面図（ｄ）である。
【図３】図３は、本発明の第２の実施形態に係る弾性体履板の正面図（ａ）および下面図（ｂ）である。
【図４】図４は、本発明の第２の実施形態に係る弾性体履板の側面図（ａ）、図３（ａ）のＢ−Ｂ断面図（ｂ）およびＣ−Ｃ断面図（ｃ）である。
【図５】図５は、本発明の第３の実施形態に係る弾性体履板の断面図（ａ）および第４の実施形態に係る弾性体履板の断面図（ｂ）である。
【図６】図６は、本発明の第５の実施形態に係る弾性体履板の部分正面図（ａ）および第６の実施形態に係る弾性体履板の部分正面図（ｂ）である。
【符号の説明】
１，２０，３０，４０，５０，６０ 弾性体履板
２，４ ボルト
３ シュープレート
５，６，７ グローサ
１２，２１ 芯金
１３ 弾性体
１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃ 弾性体層
１２ａ，２１ａ，６１ａ ボス部
１４ 雌ねじ部
１７，１７Ａ，２２，２３， ケーブル層

Claims (5)

1. 履帯における鉄製のシュープレートの接地面側に装着される弾性体履板において、
   弾性体の長手方向両端部に芯金を配するとともに、この芯金の非接地面側に、前記シュープレートにボルト締結するための雌ねじ部を有するボス部を一体形成し、かつ前記弾性体の長手方向に沿ってケーブル層を埋設することを特徴とする弾性体履板。
2. 前記シュープレートへの装着時に、前記芯金が、前記シュープレートの互いに隣接するグローサ間に形成される空間内に入り込むようにされている請求項１に記載の弾性体履板。
3. 前記シュープレートへの装着時に、前記芯金が、前記シュープレートの中央部に配されるグローサを跨ぐように配される請求項１に記載の弾性体履板。
4. 前記ケーブル層は、前記芯金の接地面側と非接地面側とに設けられる請求項１〜３のいずれかに記載の弾性体履板。
5. 前記弾性体は、複数の硬さの層により構成されるとともに、非接地面側ほど硬くなるように配される請求項１〜４のいずれかに記載の弾性体履板。

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